Hukum Gay-Lussac (Hukum Perbandingan Volume)

Ilmuwan Perancis Joseph Louis Gay-Lussac (1778-1850) melakukan eksperimen mereaksikan beberapa gas yang diukur pada suhu dan tekanan yang sama. Berdasarkan eksperimen tersebut, dirumuskanlah Hukum Perbandingan Volume.

Salah satu hipotesis Dalton tentang atom adalah adanya molekul, bahwa molekul merupakan gabungan dari atom-atom. Atom-atom sejenis bergabung membentuk molekul unsur, sedangkan atom-atom yang berbeda membentuk molekul senyawa. Hipotesis tersebut baru terbukti setelah Gay-Lussac menemukan Hukum Perbandingan Volume. Bagaimana bisa terjadi ?

        Berdasarkan percobaan Gay Lusssac didapat bahwa :

        2 satuan volume hidrogen + 1 satuan volume oksigen -> 2 volume uap air

        1 satuan volume hidrogen + 1/2 satuan volume oksigen -> 1 volume uap air

Apabila satuan volume diperkecil hingga menjadi sebuah atom, maka :

        1 atom hidrogen + 1/2 atom oksigen -> 1 volume uap air

Suatu hal yang tidak mungkin, yaitu 1/2 atom, karena atom merupakan bagian terkecil dari unsur, maka satuan terkecil dari gas oksigen yang mungkin adalah molekul yang terdiri dari gabungan 2 atom oksigen, sehingga :

        1 molekul hidrogen + 1/2 molekul oksigen -> 1 molekul air

        (2 atom hidrogen) + (1 atom oksigen) -> (2 atom hidrogen + 1 atom oksigen)

                                        2 molekul                1 molekul                    2 molekul

                                        hidrogen                    oksigen                        uap air

                                        2 H2                +        O2                ->        2 H2O

Contoh Soal :

Pada suhu dan tekanan tertentu, setiap 1 liter gas nitrogen akan tepat habis bereaksi dengan 3 liter gas hidrogen membentuk 2 liter gas amonia. Tentukan rumus molekul amonia !

Pembahasan :

Oleh karena gas hidrogen dan nitrogen merupakan molekul diatomik, maka persamaan reaksinya dapat dituliskan sebagai berikut :

        N2(g) + 3 H2(g) -> 2 NxHy(g)

Jumlah atom-atom sebelum dan sesudah reaksi harus sama, maka dapat dinyatakan sebagai berikut :

Jadi, rumus molekul amonia adalah NH3.

Soal :

1. Jika gas metana dibakar sempurna dengan oksigen, reaksi yang terjadi dapat dinyatakan sebagai berikut :

            CH4(g) + O2(g) -> CO2(g) + H2O(g)

Apabila metana yang dibakar 3 liter, berapa liter gas oksigen yang diperlukan dan berapa liter gas CO2 dan H2O yang dihasilkan jika semua volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama ?

2. Gas belerang dioksida direaksikan dengan gas oksigen dengan persamaan reaksi sebagai berikut :

            SO2(g) + O2(g) -> SO3(g)

Apabila volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama, maka perbandingan volume gas SO2 : O2 : SO3 adalah...

a. 1 : 1 : 1

b. 1 : 2 : 1

c. 2 : 1 : 1

d. 2 : 1 : 2

e. 3 : 2 : 1

3. Gas propana (C3H8) dibakar sempurna sesuai dengan persamaan reaksi berikut :

C3H8(g) + O2(g) -> CO2(g) + H2O(g)

Untuk membakar sempurna setiap liter gas propana diperlukan gas oksigen sebanyak...

a. 1,0 liter

b. 3,0 liter

c. 3,5 liter

d. 4,0 liter

e. 5.0 liter

4. Setiap 1 liter gas nitrogen tepat habis bereaksi dengan 2,5 liter gas oksigen membentuk 1 liter gas oksida nitrogen. Apabila volume diukur pada suhu dan tekanan yang sama, maka rumus molekul oksida nitrogen tersebut adalah...

a. N2O

b. N2O3

c. N2O5

d. NO

e. NO2

Soal Olimpiade Kimia

Soal OSK Kimia 2019

No. 1

Sebanyak  1,50 g sampel suatu bijih yang mengandung perak dilarutkan. Semua Ag yang larut diubah menjadi 0,124 g Ag2S. Persen massa Ag dalam bijih tersebut adalah...

A. 4,15%

B. 6,41%

C. 7,20%

D. 8,27%

E. 10,8%

No.2

Muscovite adalah salah satu dari mineral mika dengan rumus senyawa KAl2(AlSi3O10)(OH)2. Hasil analisis sejumlah sampel muscovite menunjukkan kadungan Si sebanyak 0,42 g. Massa sampel muscovite yang dianalisis adalah...

A. 4,20 g

B. 2,98 g

C. 1,99 g

D. 1,53 g

E. 1,26 g

No.3

Sebanyak 1,5 ml sampel larutan asam sulfat dari suatu baterai mobil dititrasi dengan 23,7 ml larutan NaOH 1,47 M menggunakan indikator fenolftalein untuk menentukan titik akhir titrasi. Konsentrasi (dalam satuan molaritas) sampel larutan asam sulfat tersebut adalah...

A. 0,36 M

B. 3,15 M

C. 6,30 M

D. 11,6 M

E. 23,2 M

Soal OSP Kimia 2019

No. 1

Sebanyak 1200 kg pupuk urea, CO(NH2)2, disebar secara merata pada 10 hectare tanah (1 hectare = 10.000 m2), maka jumlah (dalam gram) nitrogen yang ditambahkan untuk setiap m2 adalah...

A. 2,8 g

B. 5,6 g

C. 8,4 g

D. 11,2 g

E. 14,0 g

No.2

Pada suhu kamar dan tekanan atomosfer, 1 gram oksigen mengisi ruang dengan volume 0,764 liter, sedangkan 1 gram oksida nitrogen dalam kondisi yang sama mengisi ruang dengan volume 0,266 liter. Berdasarkan data tersebut, maka rumus oksida nitrogen termaksud adalah...

A. NO2

B. NO3

C. NO5

D. N2O4

E. N2O5

Soal OSN-K Kimia 2020

No.1

Massa CaCl2 yang dibutuhkan untuk membuat 500 mL larutan CaCl2 yang konsentrasinya 0,200 M adalah...

A. 0,100 g

B. 0,200 g

C. 5,550 g

D. 11,100 g

E. 22,20 g

No.2

Diantara serial bilangan kuantum berikut, yang menjelaskan orbital 4f adalah...

A. n = 2, l = 0, m = 0

B. n = 3, l = 1, m = -1

C. n = 3, l = 2, m = -1

D. n = 4, l = 2, m = +1

E. n = 4, l = 3, m = +2

No.3

Hasil kali kelarutan MgF2, dalam air murni adalah 7,4 x 10*-11. Kelarutan MgF2 dalam larutan NaF 0,1 M adalah...

A. 7,4 x 10*-9 M

B. 7,4 x 10*-13 M

C. 7,4 x 10*-15 M

D. 2,6 x 10*-4 M

E. 2,6 x 10*-9 M

No.4

Kelarutan molar magnesium hidroksida (Ksp = 8 x 10*-12) dalam suatu larutan penyangga dengan pH = 11 adalah...

A. 1,7 x 10*-4 M

B. 1,0 x 10*-11 M

C. 8,0 x 10*-12 M

D. 8,0 x 10*-9 M

E. 8,0 x 10*-6 M

Soal OSN-K Kimia 2023

No.1

Suatu senyawa non elektrolit dapat larut di dalam air. Sebanyak 5,84 gram senyawa ini ditambahkan air hingga volumenya menjadi 100,0 mL. Larutan ini memiliki massa jenis 1,74 g/ml. Titik beku larutan ini adalah - 0,24^oC. Massa molar senyawa tersebut adalah... g/mol (Kf air = 1,86^oC/molal)

A. 452,6

B. 118,3

C. 269,1

D. 325,4

E. 660,2

No.2

Volume HCl pekat 37% (b/b) dengan massa jenis 1,184 g/ml yang dibutuhkan untuk membuat 200 ml larutan HCl 3,0 M adalah...

A. 25,0 ml

B. 30,0 ml

C. 40,0 ml

D. 50,0 ml

E. 60,0 ml

No.3

Sebanyak 100 ml NaOH 0,20 M dicampur dengan 50 ml HCl 0,35 M. Temperatur awal kedua larutan adalah 25^oC dan naik menjadi 26,5^oC setelah pencampuran. Entalpi reaksi netralisasi per mol H2O yang terbentuk adalah... (kalor jenis larutan = 4,2 J/goC, massa jenis larutan = 1 g/ml)

A. -47,3 kJ

B. -31,5 kJ

C. -25,2 kJ

D. -54,0 kJ

E. -18,0 kJ

Video terkait :

    

    

Hukum Dalton (Hukum Kelipatan Perbandingan)

Dari dua unsur dapat dibentuk beberapa senyawa dengan perbandingan massa yang berbeda-beda. Misalnya, belerang dengan oksigen dapat membentuk senyawa SO2 dan SO3, sedangkan dari unsur hidrogen dan oksigen dapat dibentuk senyawa H2O dan H2O2.

Dalton menyelidiki perbandingan dari unsur-unsur tersebut pada setiap senyawa dan didapatkan suatu pola keteraturan. "Apabila dua unsur dapat membentuk lebih dari satu senyawa, dan jika untuk massa salah satu unsur tersebut tetap (sama), maka perbandingan massa unsur yang lain dalam senyawa-senyawa tersebut merupakan bilangan bulat dan sederhana."

Pernyataan tersebut selanjutnya disebut dengan Hukum Kelipatan Perbandingan atau Hukum Kelipatan Dalton.

Contoh Soal : 

Nitrogen dan oksigen dapat membentuk senyawa-senyawa N2O, NO, N2O3, dan N2O4 dengan komposisi massa terlihat dalam tabel berikut :

Berdasarkan tabel tersebut, apabila massa N dibuat tetap (sama) sebanyak 7 gram, maka perbandingan massa oksigen di dalam N2O : NO : N2O3 : N2O4 = 4 : 8 : 12 : 16 atau 1 : 2 : 3 : 4

Contoh Soal :

Unsur X dan unsur Y dapat membentuk dua senyawa yang masing-masing mengandung 50% dan 60% unsur X. Tentukan perbandingan massa unsur Y pada X tetap !

Pembahasan :

                X       :     Y

Senyawa I =>    50%     :    50%

                1       :    1

Senyawa II =>   60%     :    40%

                3       :    2

Untuk X tetap berarti harus X harus sama, maka :

                X        :    Y

Senyawa I       3        :    3

Senyawa II      3        :    2

Jadi Y pada senyawa I : Y pada senyawa II adalah 3 : 2

Soal :

1. Unsur A dan B membentuk dua macam senyawa dengan komposisi sebagai berikut :

                Massa A    : Massa B

    Senyawa I    60%       :   40%

    Senyawa II   50%       :   50%

Perbandingan massa A di dalam senyawa I dan II pada massa B yang tetap adalah...

A. 1 : 1

B. 1 : 2

C. 2 : 1

D. 2 : 3

E. 3 : 2

2. Unsur X yang direaksikan dengan unsur Y dapat membentuk senyawa I dan senyawa II. Senyawa I mengandung 30 gram unsur X dan 160 gram unsur Y, sedangkan senyawa II mengandung 90 gram unsur X dan 240 gram unsur Y. Berapakah perbandingan massa unsur Y dalam senyawa I dan II?

3. Ketika unsur A dan B direaksikan, maka akan terbentuk dua macam senyawa. Senyawa I mengandung 40% unsur A dan senyawa II mengandung 25% unsur A. Tentukan perbandingan massa unsur B sehingga mengikuti hukum perbandingan berganda (hukum Dalton)!

Hukum Proust (Hukum Perbandingan Tetap)

Pada sekitar tahun 1799, Joseph Luis Poust menemukan bahwa "Perbandingan massa unsur-unsur dalam satu senyawa adalah tertentu dan tetap". Senyawa yang sama meskipun berasal dari sumber yang berbeda atau dibuat dengan cara yang berbeda ternyata mempunyai komposisi yang sama.

Contoh :

Air tersusun dari unsur hidrogen dan unsur oksigen dengan pebandingan massa H : O = 1 : 8, dari mana pun air tersebut berasal dan bagaimana cara air dibentuk. Air dalam keadaan sebagai es atau uap air mengandung unsur hidrogen dan oksigen dengan perbandingan H : O = 1 : 8. Apabila ada senyawa yang tersusun dari unsur hidrogen dan unsur oksigen dengan perbandingan yang berbeda, maka dapat dipastikan bukan air. Misalnya, hidrogen peroksida (zat pemutih rambut atau kain) juga terbentuk dari hidrogen dan oksigen, tetapi perbandingan antara hidrogen dan oksigen adalah 1 : 16.

Contoh soal :

Perbandingan massa unsur oksigen dan hidrogen di dalam air adalah 8 : 1. Jika 100 gram unsur oksigen dan 3 gram unsur hidrogen bergabung membentuk senyawa (air), berapa gram air yang dapat dihasilkan ?

Pembahasan :

Perbandingan massa oksigen dan hidrogen dalam air sebagai berikut :

        massa O : massa H = 8 : 1

Jika semua unsur O habis, diperlukan H = 1/8 x 100 gram = 12,5 gram

Dalam reaksi kimia, tidak mungkin zat yang bereaksi melebihi yang disediakan. Oleh karena hanya tersedia 3 gram unsur hidrogen, tidak mungkin hidrogen yang bereaksi 12,5 gram. Berarti, zat yang habis membentuk senyawa adalah unsur hidrogen bermassa 3 gram.

Jika hidrogen yang membentuk senyawa ada 3 gram, maka oksigen yang diperlukan sebagai berikut :

Massa oksigen = 8/1 x 3 gram = 24 gram

Massa air yang dihasilkan = massa oksigen + massa hidrogen = 24 gram + 3 gram = 27 gram

Oksigen yang tersisa = 100 - 24 = 76 gram

Dalam reaksi kimia dimungkinkan adanya zat yang habis atau tersisa, tetapi tidak mungkin ada zat yang kurang. 

Soal :

1. Di dalam senyawa CaS, perbandingan massa Ca : S = 5 : 4. Jika 10 gram kalsium direaksikan dengan 9 gram serbuk belerang, maka massa CaS yang dihasilkan sebanyak...

A. 9 gram

B. 9,5 gram

C. 10 gram

D. 18 gram

E. 19 gram

2. Banyaknya besi dan belerang yang diperlukan untuk menghasilkan 4,4 gram FeS jika diketahui perbandingan massa Fe : S = 7 : 4 adalah...

A. 4,0 gram dam 0,4 gram

B. 3,7 gram dam 0,7 gram

C. 2,8 gram dan 1,6 gram

D. 3,0 gram dan 1,4 gram

E. 3,2 gram dan 1,2 gram

3. Senyawa besi sulfida tersusun dari unsur besi (Fe) dan unsur belerang (S) dengan perbandingan massa Fe : S = 7 : 4. Jika 15 gram besi dan 2 gram belerang dibentuk menjadi senyawa besi sulfida, berapa gram massa besi sulfida yang dapat terbentuk ?

4. Diketahui, besi (Fe) dan belerang (S) yang menyusun senyawa besi sulfida (FeS) memiliki perbandingan massa sebanyak 7:4. Diperlukan 28 gram besi (Fe) untuk menyusun senyawa besi sulfida (FeS) tanpa ada sisa reaktan, maka hitunglah massa belerang (S) yang diperlukan?